DE60203075T2

DE60203075T2 - Universalrohrklemmaufbau

Info

Publication number: DE60203075T2
Application number: DE60203075T
Authority: DE
Inventors: Michael K. Woodbury Domroese
Original assignee: Terumo Cardiovascular Systems Corp
Current assignee: Terumo Cardiovascular Systems Corp
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: US6722865B2; JP4083515B2; DE60203075D1; ATE289832T1; EP1291027A1; US20030049144A1; JP2003175100A; EP1291027B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rohrklemmenbaugruppe für ein flexibles Rohr und genauer auf eine Rohrklemmenbaugruppe zum Halten von verschiedenen Größen eines flexiblen Rohrs zur Verwendung in einer peristaltischen Pumpe.
Hintergrund der Erfindung
Peristaltische Pumpen wurden bereits für medizinische und Forschungsanwendungen verwendet, bei denen eine konstante oder rhythmische Dosierung von Fluiden mit einer relativ niedrigen Fließrate erwünscht ist. Peristaltische Pumpen sind volumetrische Pumpen, welche voranschreitend ein flexibles Rohr zusammendrücken, um ein Fluid entlang des Rohrs unter dem Einfluss von Drehteilen voranzutreiben, welche das Rohr bei voneinander beabstandeten Stellen berühren. Noch genauer stellt die bekannte peristaltische Pumpe ein kreisförmiges Feld von Rollen bereit, welche in einer Planetenbewegung gegen ein oder mehr flexible Rohre angetrieben werden, um deren Zusammenziehen zu verursachen und das Pumpen des Fluids zu ergeben. Solche Pumpen sind bekannt in der Kardiovaskularchirugie zum Zirkulieren von Blut zwischen einem Patienten und einer Herz-Lungenmaschine eingesetzt. Andere bekannte Anwendungen für solche Pumpen sind die Übertragung von Blut zwischen einem Patienten und einem Nierendialysegerät und die intravenöse Infusion von Medikamenten.
In Pumpen, welche peristaltische Rohre oder ein Feld von peristaltischen Rohren einsetzen, muss besonders darauf geachtet werden, dass sichergestellt ist, dass die Rohre das Fluid in der gewünschten Rate liefern. Die Lieferrate ist eine Funktion von nicht nur der Rate, mit der die Rollen sich entlang des Rohrs bewegen, sondern ebenfalls von den Innen- und Außendurchmessern des Rohrs, der Kennzeichen des Zusammendrückens, der Kraft, mit welcher die Rollen das Rohr zusammendrücken und die Spannung des Rohrs innerhalb der Pumpe. All diese Variablen müssen sorgfältig und genau gesteuert werden, um eine konsistente und gleichmäßige oder rhythmische Dosierungsrate innerhalb der und zwischen den Lieferrohren sicherzustellen.
Eine der am einfachsten geänderten Variablen in einer peristaltischen Pumpe ist der Durchmesser des flexiblen Rohrs, durch welches das Fluid gepumpt wird. Typische Rohre variieren von einem Außendurchmesser von 0,213'' bis 0,6875'', obwohl Rohre mit größeren und kleineren Durchmessern ebenfalls bekannt sind. Eine Rohrklemme wird eingesetzt, um diesen breiten Bereich von Rohrgrößen in der peristaltischen Pumpe aufzunehmen, und die Klemme ist üblicherweise angeordnet, eine eingefügte Klemme entsprechend der gewünschten Rohrgröße aufzunehmen. Nicht nur erfordert dies einen Satz von eingefügten Klemmen, der für alle möglichen Rohrgrößen erhalten werden muss, was die mit der peristaltischen Pumpe zusammenhängenden Kosten erhöht, sondern das Ändern der eingefügten Klemme erhöht ebenfalls die Zeit und Arbeit, die für die Vorbereitung eines Operationsraums erforderlich ist.
Zusätzlich erfordern diese Klemmen oft ein zusätzliches Werkzeug, wie zum Beispiel einen Schraubenschlüssel, um eine Rohrgrößeneinstellung zu bewirken, und erhöhen wiederum die Zeit und Arbeit stark, die für die Vorbereitung des Operationsraums erforderlich ist, obwohl Klemmen existieren, die angepasst werden können, einen begrenzten Bereich von Rohrgrößen zu halten, ohne eine Einlage zu ändern.
Es besteht deswegen eine starke Notwendigkeit für eine Rohrklemme, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Größen von flexiblen Rohren zu halten, ohne eine zusätzliche Vorbereitungszeit oder arbeitsintensive Manipulation von eingefügten Klemmen oder Einstellungen zu erfordern.
Zusammenfassung der Erfindung
Um diese Nachteile zu überwinden, stellt die vorliegende Erfindung eine Klemmenbaugruppe für flexible Rohre gemäß dem Anspruch 1 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 definiert.
Eine für ein flexibles Rohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 geeignete Klemmenbaugruppe ist in der GB-A-2130933 offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obige Beschreibung und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden besser durch Bezug auf die Beschreibung und begleitenden Zeichnungen verstanden und erkannt werden, wobei
1 eine Explosionsansicht der universalen Rohrklemmenbaugruppe der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Ansicht davon in einem zusammengebauten Zustand ist;
3 eine vordere Draufsicht davon ist, die den Steuerknopf darstellt, welcher im Gegenuhrzeigersinn gedreht ist, wobei die rechte Seite zurückgezogen gleitet, um ein Rohr in die Klemme einzufügen oder daraus zu entfernen;
4 eine vordere Draufsicht davon ist, welche die ungefähren Positionen der Rutscher zum Halten eines Rohrs erster Größe ist;
5 eine vordere Draufsicht davon ist, welche die ungefähre Position der Rutscher zum Halten eines Rohrs zweiten Durchmessers darstellt;
6 eine rückseitige, perspektivische Ansicht des Steuerknopfs ist;
7 eine schematische Darstellung ist, welche das Eingreifen der Nockenelemente und der Nockenflächen zeigt, wenn sich der Steuerknopf in einer neutralen Position befindet;
8 eine schematische Darstellung davon ist, wobei der Steuerknopf in die Uhrzeigersinnrichtung gedreht ist;
9 eine schematische Darstellung davon ist, wobei der Steuerknopf in die Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht ist;
10 eine vordere Draufsicht der Universalrohrklemmenbaugruppe ist, welche die ungefähren Positionen der Rutscher zum Halten von verschiedenen Größen von Rohren darstellt;
11 eine vordere Draufsicht der Universalrohrklemmenbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
12 eine weitere vordere Draufsicht der Rohrklemmenbaugruppe aus 11 ist; und
13 eine perspektivische Ansicht des in 11 gezeigten Steuerknopfs ist.
Ausführliche Abhandlung der bevorzugten Ausführungsformen
Mit Bezug auf 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der universellen Schlauchklemmenbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein durch Bezugszeichen 10 gezeigt. Die Schlauchklemmenbaugruppe 10 hat eine Basiseinheit 12 und eine Abdeckplatte 14, welche daran gesichert ist. Zwischen der Basiseinheit 12 und der Abdeckplatte 14 sind ein Steuerknopf 16, ein oberer Schlitten 18 und ein unterer Schlitten 20 vorgesehen. Eine Drehung des Steuerknopfs 16 verursacht dadurch ein Zurückziehen der oberen und unteren Schlitten auf entweder die rechte Seite der Klemmenbaugruppe oder die linke Seite der Klemmenbaugruppe abhängig von der Richtung der Drehung des Steuerknopfs 16, wie im Folgendem detailliert erklärt ist.
Die Basiseinheit 12 hat ein oberes Lager 22 mit einem rückseitigen, im Wesentlichen vertikalen Element 22a, und einem oberen, im Wesentlichen horizontalen Element 22b.
Das obere Lager 22 und ein unteres Lager 24 definieren eine Basiskammer 32, zum Aufnehmen der oberen und unteren Schlitten 18, 20. Die Basiseinheit 12 hat außerdem Seitenlager 26, von denen jedes eine erste Aussparung 28 aufweist, welche einen ersten Konkavitätsradius definiert, und eine zweite Aussparung 30, welche einen zweiten Konkavitätsradius definiert. Wie im Folgendem genauer abgehandelt ist, sind die ersten und zweiten Aussparungen 28 und 30 angeordnet, ein flexibles Rohr mit einer Vielzahl von Außendurchmessern aufzunehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird deswegen der Radius der ersten Aussparung 28 größer oder kleiner als der Radius der zweiten Aussparung 30 sein, um einen breiteren Bereich von Rohrdurchmessern aufzunehmen.
Die Abdeckplatte 14 hat einen mittleren Tafelabschnitt 34, welcher eine Öffnung 36 zum Aufnehmen des drehbaren Steuerknopfs 16 aufweist. Die Abdeckplatte 14 hat außerdem gegenüberliegende Seitentafeln 38, von denen jede eine erste Aussparung 40 und eine zweite Aussparung 42 hat. In dem zusammengebauten Zustand sind die Seitentafeln 38 der Abdeckplatte mit den Seitenlagern 26 der Basiseinheit 12 ausgerichtet. Entsprechend entspricht die Konkavität der ersten Aussparung 40 in der Abdeckplatte 14 der Konkavität der ersten Aussparung 28 und die zweite Aussparung 42 der Abdeckplatte 14 entspricht der Konkavität der zweiten Aussparung 30.
Der obere Schlitten 18 hat ein linkes Schlittenelement 18a und ein rechtes Schlittenelement 18b, wobei eine Feder 46 dazwischen vorgesehen ist. Jedes der Schlittenelemente 18a, 18b hat eine vordefinierte Aussparung 44, welche einen Konkavitätsradius aufweist, welcher der ersten Aussparung 28 entspricht. Jedes der linken und rechten Schlittenelemente 18a, 18b hat außerdem ein Nockenelement 48, dessen Zweck weiter unten beschrieben ist. Ähnlich hat der untere Schlitten 20 ein linkes Schlittenelement 20a und ein rechtes Schlittenelement 20b, wobei eine Feder 52 zwischen diesen vorgesehen ist. Jedes der unteren Schlittenelemente 20a, 20b hat eine Aussparung 50, welche einen Konkavitätsradius aufweist, welcher der zweiten Aussparung 30 des Seitenlagers 26 entspricht. Zusätzlich hat jedes der unteren Schlittenelemente 20a, 20b ein Nockenelement 54, wie weiter unten abgehandelt ist.
Der Steuerknopf 16 hat einen Griffabschnitt 56, welcher sich von einer vorderen oder äußeren Fläche 58 davon erstreckt. Der Griffabschnitt 56 erstreckt sich durch die Öffnung 36 in der Abdeckplatte 14, um einem Benutzer zu ermöglichen, den Griff 56 zur Drehung einfach zu ergreifen. Der Steuerknopf 16 hat außerdem auf einer rückseitigen oder inneren Fläche 64 eine obere Nockenfläche 60 und eine untere Nockenfläche 62, wie sehr deutlich aus 6 ersichtlich ist. Die obere Nockenfläche 60 hat eine linke, gebogene Fläche 60a und eine rechte, gebogene Fläche 60b, welche in der Mitte durch eine Mittelfläche 60c gefügt sind. Die untere Nockenfläche 62 hat ähnlich eine linke, gebogene Fläche 62a und eine rechte, gebogene Fläche 62b. Wenn sie zusammengebaut sind, wie in 2 gezeigt ist, sind die Nockenelemente 48 des oberen Schlittens 18 nicht in Eingriff und Nockenelemente 54 des unteren Schlittens 20 sind durch die obere Nockenfläche 60 in Eingriff, wie aus 7 schematisch ersichtlich ist. Wenn mit Bezug auf 8 zusätzlich der Steuerknopf 16 in einer Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich das Nockenelement 54, welches dem Schlittenelement 20a zugeordnet ist, entlang einer oberen Nockenfläche 60a, und Nockenelement 48, welches dem Schlittenelement 18a zugeordnet ist, ist durch eine untere Nockenfläche 62a in Eingriff. Ähnlich, wie aus 9 ersichtlich ist, bewegt sich das Nockenelement 54, welches dem Schlittenelement 20b zugeordnet ist, entlang der oberen Nockenfläche 60b und Nockenelement 48, welches dem oberen Schlittenelement 18b zugeordnet ist, ist durch die untere Nockenfläche 62b in Eingriff, wenn der Steuerknopf 16 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.
Wenn der Steuerknopf 16 mit Bezug auf 2 in einer neutralen oder bevorzugt vertikalen Position vorgesehen ist, befinden sich die oberen und unteren Schlitten in einem ausgefahrenen Zustand, um so das flexible Rohr innerhalb der Klemmenbaugruppe 10 zu sichern. Wenn der Steuerknopf 16 in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, werden die oberen und unteren Schlitten 18, 20 auf der rechten Seite der Rohrklemmenbaugruppe 10 zu einer zurückgezogenen Position bewegt, wie aus 3 ersichtlich ist, und gestatten dabei, dass das flexible Rohr in die rechte Seite der Klemme eingefügt oder daraus entfernt wird. Auf ähnliche Weise werden die oberen und unteren Schlitten 18, 20 auf der linken Seite der Klemmenbaugruppe 10 zurückgezogen, wenn der Steuerknopf 16 in eine Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, und gestatten somit, dass das Rohr in die linke Seite der Klemme geladen oder aus dieser entfernt wird. Wie einem Fachmann offensichtlich sein sollte, sind die oberen und unteren Schlitten 18, 20 konstruiert, sich unabhängig voneinander zu bewegen. Wie aus 10 ersichtlich ist, befindet sich der obere Schlitten 18 in einer nominalen Position zum Halten eines Rohrs mit einem Außendurchmesser von 0,213 Inch, während der untere Schlitten 20 sich in einer nominalen Position zum Halten eines Rohrs mit einem Außendurchmesser von 0,5625 Inch befindet.
Ebenfalls mit Bezug auf 4 ist die Klemmenbaugruppe 10 mit unteren und oberen Schlitten 18, 20 dargestellt, welche positioniert sind, ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 0,213 Inch in dem oberen Schlitten 18 zu halten und ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 0,375 Inch in dem unteren Schlitten 20 zu halten. Ähnlich stellt 5 die ungefähre Position der Schlitten 18, 20 zum Halten eines Rohrs mit einem Außendurchmesser von 0,375 Inch in dem oberen Schlitten 18 und eines Rohrs mit einem Außendurchmesser von 0,5625 Inch in dem unteren Schlitten 20 dar. Wie einem Fachmann klar sein sollte, kann die universelle Schlauchklemmenbaugruppe 10 der vorliegenden Erfindung ebenfalls konstruiert sein, andere Bereiche von Rohrdurchmessern in einem Schlitten zu halten, zum Beispiel könnte eine Klemme konstruiert sein, Rohrgrößen zu halten, die von 0,213 Inch Außendurchmesser zu 0,375 Inch Außendurchmesser in dem oberen Schlitten 18 reichen und von 0,375 Inch Außendurchmesser bis 0,6875 Inch Außendurchmesser in dem unteren Schlitten 20. Die insbesondere Anordnung der Aussparungen in den Schlitten, Basiseinheit 12 und Abdeckplatte 14 sind so konstruiert, dass ein großer Bereich von Rohrgrößen fest durch die oberen und unteren Schlitten 18, 20 gehalten werden kann, während die Einschränkung des Fließens eines Fluids durch das Rohr minimiert ist. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Klemmenbaugruppe 10 in der Lage die typischen Bereiche von individuellen Rohrgrößen wie auch typische Rohrsätze (das heißt 1:1, 2:1, 4:1) zu verwenden, welche in einer peristaltischen Rollenpumpe eingesetzt werden.
Die mit der Schlauchklemmenbaugruppe 10 eingesetzte Feder 46 der vorliegenden Ausführungsform weist bevorzugt eine Federrate von ungefähr 2,4 lb/in und eine nichtzusammengedrückte Länge von ungefähr 4,43 Inch auf. Ähnlich weist die Feder 52 bevorzugt eine Federrate von ungefähr 2,1 lb/in und eine nichtzusammengedrückte Länge von ungefähr 5,12 Inch auf. Die Federrate und nichtzusammengedrückte Länge der Federn, welche in der Schlauchklemmenbaugruppe verwendet werden, kann variiert werden wie gewünscht, um entweder die Haltekraft für das Rohr zu erhöhen oder zu verringern, und den damit zusammenhängenden Aufwand, der erforderlich ist, um den Knopf zum Öffnen der Klemme zu drehen. Zusätzlich würde es sich innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung befinden, eine Feder 46 und eine Feder 52 bereitzustellen, welche die gleiche Steifigkeit aufweisen, obwohl die bevorzugte Ausführungsform Federn mit einer verschiedenen Steifigkeit einsetzt, da es mehr Kraft erfordert, das größere Rohr an Ort und Stelle zu halten.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, hat die Schlauchklemmenbaugruppe 10' einen Sperrmechanismus 66 zum Halten des Steuerknopfs 16', und Schlitten 18', 20' öffnen auf jeder Seite der Klemme, während die Rohre in die Klemme eingefügt oder daraus entfernt werden, wie aus 11–13 ersichtlich ist. Der Sperrmechanismus 66 hat bevorzugt einen federbelasteten Bolzen 68, wie zum Beispiel eine zurückziehbaren, federbelasteten Kolben, welcher in der Abdeckplatte 14' montiert ist. Mit Bezug auf 13 hat der Steuerknopf 16' zwei Aussparungen 70 in seiner vorderen Fläche. Wenn der Steuerknopf 16' vollständig in entweder die Uhrzeigersinn- oder gegen Uhrzeigersinnrichtung gedreht wird, gerät der federbelastete Bolzen 68 innerhalb von einer der Knopfaussparungen 70 in Eingriff, und sperrt dabei den Steuerknopf 16' in seiner Position. Um den Steuerknopf 16' aufzusperren, wird das Obere 72 des Bolzens 68 in eine Richtung nach oben gezogen. Endkräfte auf den Bolzen können variieren, da der Kolben im Bereich von 0,12 lbs bis 3,0 lbs zurückgezogen wird. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, kann der Bolzen 68 ebenfalls in einer offenen Position gesperrt werden. Falls der Bolzen 68 in einer offenen Position gesperrt ist, wird der Steuerknopf nicht gesperrt, wenn er voll geöffnet ist, und falls der Bolzen 68 nicht offen gesperrt ist, wird der Steuerknopf gesperrt, wenn er vollständig offen ist, womit eine weitere Flexibilität im Einsatz für den Endverbraucher gegeben ist.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass Variationen und Abänderungen gemacht werden können wie für Fachleute offensichtlich ist. Solche Variationen und Abänderungen sind innerhalb der Ansicht und des Bereichs der hieran angehängten Ansprüche zu berücksichtigen.
Eine Klemmenbaugruppe für ein flexibles Rohr mit einem Gehäuse, bei zumindest einem beweglichen Schlitten, welcher innerhalb von dem Gehäuse vorgesehen ist, einer Öffnung, welche zwischen jeder Seite von dem zumindest einem Schlitten definiert ist, wobei das Gehäuse ein flexibles Rohr empfängt, und einem Steuerelement, wobei die Drehung des Steuerelements den zumindest einen Schlitten in eine vorbestimmte Richtung verschiebt, um ein Einfügen des flexiblen Rohrs in die entsprechende Öffnung zu erleichtern.

Claims

Klemmenbaugruppe (10) für ein flexibles Rohr, mit: einem Gehäuse (12); zumindest einem beweglichen Schlitten (18; 20), vorgesehen innerhalb des Gehäuses und mit gegenüberliegenden, seitlichen Schlittenelementen (18a, 18b; 20a, 20b), wobei jedes der seitlichen Schlittenelemente eine Öffnung mit dem Gehäuse (12) ausbildet, um das flexible Rohr zu empfangen; und einem Steuerelement (16), wobei dessen Drehung die seitlichen Schlittenelemente (18a, 18b; 20a, 20b) in eine vorbestimmte Richtung verschiebt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (16) so angepasst ist, dass i) das Drehen des Steuerelements in eine erste Richtung aus einer neutralen Stellung die Öffnung auf einer ersten Seite der Klemmenbaugruppe öffnet, und Drehen des Steuerelements in eine zweite Richtung gegenüber zu der ersten Richtung, um in die neutrale Stellung zurückzukehren, die Öffnung auf der ersten Seite schließt, um mit dem flexiblen Rohr in Eingriff zu kommen, während ii) Drehen des Steuerelements in die zweite Richtung aus der neutralen Stellung die Öffnung auf der zweiten Seite der Klemmenbaugruppe öffnet, und Drehen des Steuerelements in die erste Richtung, um zu der neutralen Stellung zurückzukehren, die Öffnung auf der zweiten Seite schließt, um mit dem flexiblen Rohr in Eingriff zu kommen.
Klemmenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Öffnungen verschiedene Radien aufweisen, um einen breiteren Bereich von Rohrdurchmessern aufzunehmen.
Klemmenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes der seitlichen Schlittenelemente (18a, 18b) eine Schlittenaussparung (44; 50) hat.
Klemmenbaugruppe nach jedem vorangehenden Anspruch, wobei zumindest ein beweglicher Schlitten einen oberen Schlitten (18) und einen unteren Schlitten (20) umfasst, wobei jeder der Schlitten gegenüberliegende seitliche Schlittenelemente (18a, 18b; 20a, 20b) hat.
Klemmenbaugruppe nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse (12) ein oberes Lager (22), ein unteres Lager (24) und zwei gegenüberliegende, seitliche Lager (26) hat, wobei die seitlichen Lager Lageraussparungen (28; 30) haben, die im Allgemeinen mit den Schlittenaussparungen (44; 50) ausgerichtet sind, und jede der Öffnungen zwischen einem Paar der ausgerichteten Schlitten und Lageraussparungen definiert sind.
Eine Klemmenbaugruppe nach Anspruch 3 oder 5, wobei die Aussparungen (28; 30; 44; 50) Höhlungen definieren.
Klemmenbaugruppe nach jedem vorangehenden Anspruch, wobei jedes der seitlichen Schlittenelemente (18a, 18b; 20a, 20b) ein Nockenelement (48; 54) hat, das Steuerelement ein Steuerknopf (16) ist, wobei eine innere Oberfläche (64) des Steuerknopfs (16) gebogenen Nockenflächen (60a, 60b; 62a, 62b) hat, und jedes der Nockenelemente (48; 54) mit einer entsprechenden gebogenen Nockenfläche (60a, 60b; 62a, 62b) in Eingriff ist.
Klemmenbaugruppe nach jedem vorangehenden Anspruch, wobei eine Feder (46; 52) zwischen den gegenüberliegenden, seitlichen Schlittenelementen (18a, 18b; 20a, 20b) vorgesehen ist.
Klemmenbaugruppe (10') nach jedem der vorangehenden Ansprüche, außerdem mit einem Sperrmechanismus (66), um zumindest einen seitlichen Schlitten (18'; 20') in einer offenen Stellung zu halten, um zu gestatten, dass das flexible Rohr in die Klemmenbaugruppe eingefügt oder daraus entfernt wird.